北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院及麥戈文腦科學(xué)研究所李晟課題組近日在CerebralCortex在線發(fā)表論文，結(jié)合功能磁共振成像(fMRI)與在線經(jīng)顱磁刺激(TMS)技術(shù)，揭示了初級視覺皮層(V1)與較高級的紋外視皮層(V3B)之間的回返加工機(jī)制在人腦視覺輪廓整合中的關(guān)鍵作用。
在日常視覺經(jīng)驗(yàn)中，復(fù)雜的環(huán)境阻礙了人們對目標(biāo)進(jìn)行有效的搜索與探測。將物體本身與背景進(jìn)行準(zhǔn)確的分離是視覺系統(tǒng)面臨的主要瓶頸之一，而探測物體的輪廓是解決這個瓶頸的關(guān)鍵。前人在猴電生理研究中發(fā)現(xiàn)，初級視覺皮層與高級視覺皮層之間的回返加工機(jī)制在輪廓整合中起到重要作用。但是，這一機(jī)制在人腦中一直缺乏因果性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持。在李晟課題組研究中，研究者通過對fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行群體感受野(pRF)建模，在個體層面上對每個被試在V1與V3B腦區(qū)內(nèi)的輪廓刺激響應(yīng)區(qū)域進(jìn)行了定位。在此基礎(chǔ)上，研究者利用實(shí)時導(dǎo)航系統(tǒng)對這兩個區(qū)域?qū)嵤┰诰€的雙脈沖TMS磁干擾。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被試進(jìn)行輪廓探測任務(wù)時，TMS脈沖在紋外視皮層V3B產(chǎn)生的干擾效應(yīng)早于其在初級視覺皮層V1產(chǎn)生的干擾效應(yīng)（分別為輪廓刺激出現(xiàn)后的90-110毫秒與120-140毫秒）。這一結(jié)果表明，輪廓相關(guān)信息首先在人腦較高級的視覺皮層生成粗略模板，隨后反饋至初級視覺皮層進(jìn)行精細(xì)加工。該研究為人腦在視覺輪廓整合中的回返加工機(jī)制提供了直接的因果性證據(jù)。
課題組已畢業(yè)博士生李雅為該論文的第一作者，合作者包括陜西師范大學(xué)心理學(xué)院的王勇慧教授。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。
Li, Y., Wang, Y., & Li, S. (2017). Recurrent processing of contourintegration in the human visual cortex as revealed by fMRI-guided TMS.Cerebral Cortex, DOI: 10.1093/cercor/bhx296.
2017-11-20